JP7160060B2 - 舵角制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵機構を制御する舵角制御装置に関する。

従来、所定周期毎に入力される舵角指示値の間を補間して、所定周期よりも短い補間周期で目標舵角値を演算し、演算した目標舵角値に基づいて操舵機構の舵角制御を行う自動操舵装置がある（特許文献１参照）。特許文献１によれば、相次いで与えられる舵角指示値間の差が大きい場合であっても、舵角を滑らかに変化させることができ、車両がガタガタした挙動を示すことがないとしている。

特許第３７４５１５４号公報

ところで、特許文献１に記載の自動操舵装置は、舵角指示値等の状態指示値、あるいは目標舵角値が異常値となった場合に、異常値に基づいて操舵機構の舵角制御を行うおそれがある。この場合、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することのできる舵角制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、
所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構（１２，１３）を制御する舵角制御装置（２０）であって、
入力された前記状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、前記所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部（３１）と、
前記状態補間値が異常値であるか否か判定する補間値判定部と、
前記補間値判定部により前記状態補間値が異常値でないと判定された場合に、前記補間部により算出された前記状態補間値に基づいて前記操舵機構を制御し、前記補間値判定部により前記状態補間値が異常値であると判定された場合に、前記状態指示値の前記今回値に基づいて前記操舵機構を制御する制御部と、
を備える。

上記構成によれば、舵角制御装置は、所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構を制御する。補間部は、入力された状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する。このため、状態指示値の前回値と今回値との差よりも、状態補間値同士の差を小さくすることができる。

ここで、補間値判定部は、状態補間値が異常値であるか否か判定する。制御部は、補間値判定部により状態補間値が異常値でないと判定された場合に、補間部により算出された状態補間値に基づいて操舵機構を制御する。このため、操舵機構により操作される舵角を滑らかに変化させることができる。

また、制御部は、補間値判定部により状態補間値が異常値であると判定された場合に、状態指示値の今回値に基づいて操舵機構を制御する。このため、舵角の変化が若干滑らかでなくなるおそれはあるものの、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。

補間部は、算出した状態補間値を、データを記憶する記憶部に記憶させておく必要がある。しかし、例えば記憶部が故障することにより、状態補間値が異常値となるおそれがある。

この点、第２の手段では、データを記憶する第１記憶部と、データを記憶する第２記憶部とを備え、前記補間部は、算出した前記状態補間値を、前記第１記憶部と前記第２記憶部とに記憶させ、前記補間値判定部は、前記第１記憶部から読み出した所定番目の前記状態補間値と、前記第２記憶部から読み出した前記所定番目の前記状態補間値とが一致しないと判定した場合に、前記状態補間値が異常値であると判定する。

上記構成によれば、舵角制御装置は、データを記憶する第１記憶部と、データを記憶する第２記憶部とを備えている。補間部は、算出した状態補間値を、第１記憶部と第２記憶部とに記憶させる。すなわち、第１記憶部と第２記憶部とに、補間部が算出した同一の状態補間値を記憶させる。そして、補間値判定部は、第１記憶部から読み出した所定番目の状態補間値と、第２記憶部から読み出した所定番目の状態補間値とが一致しないと判定した場合に、状態補間値が異常値であると判定する。このため、第１記憶部又は第２記憶部が故障したり、第１記憶部又は第２記憶部に対する状態補間値の記憶又は読み出しに異常が生じたりした場合に、状態補間値が異常値であると判定することができる。したがって、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。

また、第３の手段のように、前記補間値判定部は、前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量が、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値よりも大きい場合に前記状態補間値が異常値であると判定し、前記制限値以下である場合に前記状態補間値が異常値でないと判定する、といった構成を採用することもできる。

補間値判定部により状態補間値が異常値でないと判定された場合であっても、状態補間値を算出する補間周期における状態補間値の変化量が異常に大きくなるおそれがある。この場合、操舵機構により操作される舵角が急激に変化するおそれがある。

この点、第４の手段では、前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量を、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値を最大として制限する制限部を備える。

上記構成によれば、補間部により算出された状態補間値の上記補間周期における変化量が異常に大きくなったとしても、制限値を最大として変化量を制限することができる。このため、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。さらに、上記所定周期を上記補間周期で割った値を分割数とし、制限値は、状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を分割数で割った値である。このため、状態補間値の変化量を最大でも、状態指示値の前回値から今回値まで一定の変化率で状態補間値を変化させた場合の変化量までに制限することができる。したがって、所定周期の期間において、舵角を滑らかに変化させることができるとともに、操舵機構により操作される舵角を状態指示値の今回値に対応する舵角にできるだけ近付けることができる。

第５の手段は、
所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構（１２，１３）を制御する舵角制御装置（２０）であって、
入力された前記状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、前記所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部（３１）と、
前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量を、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値を最大として制限する制限部（３１ｂ）と、
前記補間部により算出されて前記制限部により前記変化量が制限された前記状態補間値に基づいて、前記操舵機構を制御する制御部と、
を備える。

上記構成によれば、第４の手段と同様に、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。さらに、所定周期の期間において、舵角を滑らかに変化させることができるとともに、操舵機構により操作される舵角を状態指示値の今回値に対応する舵角できるだけ近付けることができる。

舵角制御装置に、所定周期毎に第１状態指示値が入力されるとともに、第１状態指示値とは別に算出される第２状態指示値が入力されることがある。そして、第１状態指示値及び第２状態指示値に基づいて、操舵機構を制御することがある。この場合、第１状態指示値が異常値となった場合に、第１状態指示値及び第２状態指示値に基づいて、操舵機構をどのように制御するかが問題となる。

この点、第６の手段では、前記状態指示値は、第１状態指示値であり、前記舵角制御装置には、前記第１状態指示値とは別に算出される第２状態指示値が入力され、前記第１状態指示値が異常値であるか否か判定する指示値判定部を備え、前記指示値判定部により前記第１状態指示値が異常値でないと判定された場合に、前記第１状態指示値及び前記第２状態指示値に基づいて前記操舵機構を制御し、前記指示値判定部により前記第１状態指示値が異常値であると判定された場合に、前記第１状態指示値に基づかず、前記第２状態指示値に基づいて前記操舵機構を制御する。

上記構成によれば、舵角制御装置は、指示値判定部により第１状態指示値が異常値でないと判定された場合に、第１状態指示値及び第２状態指示値に基づいて操舵機構を制御する。このため、第１状態指示値及び第２状態指示値を、操舵機構の制御に反映することができる。一方、舵角制御装置は、指示値判定部により第１状態指示値が異常値であると判定された場合に、第１状態指示値に基づかず、第２状態指示値に基づいて操舵機構を制御する。このため、第１状態指示値が異常値であると判定した場合に、第１状態指示値に基づき操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制しつつ、第２状態指示値に基づく操舵機構の制御を継続することができる。

具体的には、第７の手段のように、前記状態指示値は、前記操舵機構により操作される舵角を指示する舵角指示値である、といった構成を採用することができる。

具体的には、第８の手段のように、前記操舵機構は、機械部（１２）と、前記機械部を駆動するモータ（１３）とを備え、前記状態指示値は、前記モータが発生するトルクを指示するトルク指示値である、といった構成を採用することができる。

舵角制御装置及びその周辺構成を示すブロック図。 舵角指示値と目標舵角との関係を示すタイムチャート。 図２のＰ１部分拡大図。 図１の制御トルク演算部の構成を示すブロック図。 図４の制御トルク演算部の処理手順を示すフローチャート。 メモリが正常でないと判定した場合の目標舵角を示すタイムチャート。

以下、車両に搭載される舵角制御装置に具現化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、車両は、上位－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、ＥＰＳ（Electric Power Steering）－ＥＣＵ２０、並びに操舵機構の機械部１２及びモータ１３を備えている。

上位－ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータにより構成されている。上位－ＥＣＵ１１は、車両を統括的に制御する。上位－ＥＣＵ１１は、車両の各種センサからの出力信号に基づいて、所定周期Ｔｅ毎に舵角指示値θ*（状態指示値、第１状態指示値）をＥＰＳ－ＥＣＵ２０へ出力する。所定周期Ｔｅは、例えば１０[ｍｓ]である。上位－ＥＣＵ１１は、例えば道路に埋設された磁気ネイルなどの誘導標識を検出した結果や、カーナビゲーションシステムの道路情報と目的地までの経路等に基づいて、操舵機構を自動制御すべく舵角指示値θ*を出力する。なお、所定周期Ｔｅは、１０[ｍｓ]に限らず、１０[ｍｓ]よりも短い周期や、１０[ｍｓ]よりも長い周期であってもよい。

ＥＰＳ－ＥＣＵ２０（舵角制御装置）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、駆動回路、及び入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータにより構成されている。ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、舵角指示値θ*、操舵トルク検出値Ｔｓ、及び舵角検出値θに基づいて、操舵機構を制御する。舵角指示値θ*は、上位－ＥＣＵ１１からＥＰＳ－ＥＣＵ２０へ所定周期Ｔｅ毎に入力される。操舵トルク検出値Ｔｓは、車両のハンドルに対する運転者の操作に基づき操舵機構の機械部１２に加えられたトルクであり、例えば機械部１２に設けられたトルクセンサにより検出される。舵角検出値θは、操舵機構により操作される操舵輪の舵角であり、例えば機械部１２に設けられた舵角センサにより検出される。

操舵機構は、機械部１２及びモータ１３を備えている。機械部１２は、舵取り軸、ハウジング、タイロッド、及びナックルアーム等を備える周知の構成である。モータ１３は、例えば３相ブラシレスモータ等である。モータ１３は、ＥＰＳ－ＥＣＵ２０から出力される駆動電圧Ｖｄにより駆動され、機械部１２を駆動する。そして、機械部１２が駆動されることにより、車両の操舵輪の舵角が操作（変更）される。

ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、アシストトルク演算部２１、制御トルク演算部３０、加算回路２２、及びモータ駆動部２３等の機能を実現する。

アシストトルク演算部２１は、入力される操舵トルク検出値Ｔｓ（第２状態指示値）に基づいて、アシストトルク指示値Ｔ２*を算出する。アシストトルク指示値Ｔ２*は、運転者によるハンドル操作をアシスト（補助）するトルクである。例えば、アシストトルク演算部２１は、操舵トルク検出値Ｔｓとアシストトルク指示値Ｔ２*との関係を予め設定したマップ等に基づいて、検出した操舵トルク検出値Ｔｓに対応するアシストトルク指示値Ｔ２*を算出する。

制御トルク演算部３０は、所定周期Ｔｅ毎に入力される舵角指示値θ*及び舵角検出値θに基づいて、制御トルク指示値Ｔ１*を算出する。制御トルク指示値Ｔ１*は、上位－ＥＣＵ１１からの指示に基づいて操舵機構の機械部１２を自動制御するトルクである。

加算回路２２は、アシストトルク指示値Ｔ２*と制御トルク指示値Ｔ１*との加算値を算出し、算出した加算値を最終トルク指示値Ｔａ*としてモータ駆動部２３へ出力する。

モータ駆動部２３は、加算回路２２から入力された最終トルク指示値Ｔａ*に基づいて、モータ１３に印加される駆動電圧Ｖｄを制御する。例えば、モータ駆動部２３は、最終トルク指示値Ｔａ*と駆動電圧Ｖｄとの関係を予め設定したマップ等に基づいて、入力された最終トルク指示値Ｔａ*に対応させて駆動電圧ＶｄをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。

モータ１３は、印加される駆動電圧Ｖｄにより駆動され、機械部１２に駆動トルクを加える。駆動トルクは、アシストトルク指示値Ｔ２*と制御トルク指示値Ｔ１*とを加算した最終トルク指示値Ｔａ*に対応するトルクである。これにより、操舵機構は、アシストトルク指示値Ｔ２*と制御トルク指示値Ｔ１*とを反映して制御される。その結果、操舵機構は、車両の操舵輪の舵角を、運転者によるハンドル操作と舵角指示値θ*とを反映した舵角に操作する。

制御トルク演算部３０は、図２に示すように、所定周期Ｔｅ毎に入力される舵角指示値θ*の前回値と今回値との間を補間して、所定周期Ｔｅよりも短い補間周期Ｔｅｓで目標舵角（状態補間値）を算出する。

図３は、図２のＰ１部分を拡大した拡大図である。図３に示すように、目標舵角は、所定周期Ｔｅを分割数Ｎで割ったＴｅ／Ｎ毎に算出されている。例えば、分割数Ｎ＝５である。すなわち、Ｔｅｓ＝Ｔｅ／Ｎであり、Ｎ＝Ｔｅ／Ｔｅｓである。目標舵角は、舵角指示値θ*よりも細かく（滑らかに）変化している。なお、分割数Ｎは、５に限らず、４や６以上の自然数であってもよい。

図４は、図１の制御トルク演算部３０の構成を示すブロック図である。制御トルク演算部３０は、舵角指示値補間部３１、第２記憶部３２、舵角指示値判定部３３、目標舵角補償部３４、減算回路３５、及び制御トルク算出部３６等の機能を実現する。第２記憶部３２は、メモリ（ＲＡＭ）により構成されており、データを記憶する。

舵角指示値補間部３１（補間部）は、所定周期Ｔｅ毎に入力される舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）と今回値θ*（ｎ）との間を補間して、補間周期Ｔｅｓで目標舵角を算出する。詳しくは、舵角指示値補間部３１は、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで、補間周期Ｔｅｓ毎に｛θ*（ｎ）－θ*（ｎ－１）｝／Ｎずつ目標舵角を変化させる。

舵角指示値補間部３１は、データを記憶する第１記憶部３１ａを備えている。第１記憶部３１ａは、第２記憶部３２とは別のメモリ（ＲＡＭ）により構成されている。舵角指示値補間部３１は、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで変化する一連の目標舵角を、第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに記憶させる。

舵角指示値判定部３３（指示値判定部）には、舵角指示値θ*が入力される。舵角指示値判定部３３は、入力された舵角指示値θ*が異常値であるか否か判定する。詳しくは、舵角指示値判定部３３は、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値が、判定値ａ１よりも大きい場合に舵角指示値θ*が異常値であると判定し、判定値ａ１以下である（判定値ａ１よりも小さい）場合に舵角指示値θ*が異常値でないと判定する。判定値ａ１は、例えば舵角指示値θ*が正常値である場合に、前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）への変化量として取り得る最大値である。

舵角指示値判定部３３は、入力された舵角指示値θ*が、異常値であると判定した場合に判定フラグを異常に設定し、異常値でないと判定した場合に判定フラグを正常に設定する。舵角指示値判定部３３は、設定した判定フラグを制御トルク算出部３６へ出力する。

目標舵角補償部３４は、補間周期Ｔｅｓ毎に、第１記憶部３１ａから読み出した所定番目の目標舵角と、第２記憶部３２から読み出した同じく所定番目の目標舵角とが一致するか否か判定する。詳しくは、目標舵角補償部３４は、補間周期Ｔｅｓ毎に１番目から順に、第１記憶部３１ａから目標舵角を読み出し、読み出した目標舵角を目標舵角１とする。目標舵角補償部３４は、同じく補間周期Ｔｅｓ毎に１番目から順に、第２記憶部３２から目標舵角を読み出し、読み出した目標舵角を目標舵角２とする。目標舵角補償部３４は、目標舵角１と目標舵角２との差の絶対値が、判定値ａ２よりも小さい場合に目標舵角１と目標舵角２とが一致すると判定し、判定値ａ２以上である（判定値ａ２よりも大きい）場合に目標舵角１と目標舵角２とが一致しないと判定する。判定値ａ２は、例えば操舵機構が操作可能な舵角の最小値、あるいは目標舵角として許容される誤差に設定されている。

目標舵角補償部３４は、補間周期Ｔｅｓ毎に、目標舵角１と目標舵角２とが一致する（目標舵角が異常値でない）と判定した場合に、今回の目標舵角１（又は目標舵角２）を最終目標舵角θａ*として減算回路３５へ出力する。一方、目標舵角補償部３４は、目標舵角１と目標舵角２とが一致しない（目標舵角が異常値である）と判定した場合に、所定周期Ｔｅのうち以降の補間周期Ｔｅｓにおいて、舵角指示値θ*を最終目標舵角θａ*として減算回路３５へ出力する。なお、目標舵角補償部３４には、舵角指示値θ*が入力されている。

減算回路３５は、最終目標舵角θａ*から舵角検出値θを減算した減算値を算出し、算出した減算値を制御トルク算出部３６へ出力する。

制御トルク算出部３６には、上記判定フラグが入力される。制御トルク算出部３６は、入力された判定フラグが正常に設定されている場合に、入力された減算値に基づくＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御により、補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*を算出する。一方、制御トルク算出部３６は、入力された判定フラグが異常に設定されている場合に、補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*を漸減させる。

図５は、図４の制御トルク演算部３０の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、上位－ＥＣＵ１１から制御トルク演算部３０へ、所定周期Ｔｅ毎に舵角指示値θ*が入力された時に制御トルク演算部３０により実行される。

まず、舵角指示値θ*が異常値であるか否か判定する（Ｓ１０）。

Ｓ１０の判定において、舵角指示値θ*が異常値でないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）と今回値θ*（ｎ）との間を補間する目標舵角を算出する（Ｓ１１）。詳しくは、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで、補間周期Ｔｅｓ毎に｛θ*（ｎ）－θ*（ｎ－１）｝／Ｎずつ目標舵角が変化するように、目標舵角を算出する。

続いて、算出した目標舵角を記憶したメモリが正常であるか否か判定する（Ｓ１２）。具体的には、補間周期Ｔｅｓ毎に、第１記憶部３１ａから読み出した所定番目の目標舵角と、第２記憶部３２から読み出した同じく所定番目の目標舵角とが一致するか否か判定する。この判定において、メモリが正常であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、補間周期Ｔｅｓ毎に、今回の目標舵角１を最終目標舵角θａ*として出力する（Ｓ１３）。一方、この判定において、メモリが正常でないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、所定周期Ｔｅのうち以降の補間周期Ｔｅｓにおいて、舵角指示値θ*を最終目標舵角θａ*として出力する。

続いて、制御トルク指示値Ｔ１*を算出する（Ｓ１５）。具体的には、最終目標舵角θａ*から舵角検出値θを減算した減算値に基づくＰＩＤ制御により、補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*を算出する。

また、Ｓ１０の判定において、舵角指示値θ*が異常値であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*を漸減させる（Ｓ１６）。

その後、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ１０の処理が舵角指示値判定部３３（指示値判定部）としての処理に相当し、Ｓ１１の処理が舵角指示値補間部３１（補間部）としての処理に相当し、Ｓ１２の処理が目標舵角補償部３４（補間値判定部）としての処理に相当し、Ｓ１３及びＳ１４の処理が目標舵角補償部３４（制御部）としての処理に相当し、Ｓ１５の処理が減算回路３５及び制御トルク算出部３６（制御部）としての処理に相当し、Ｓ１６の処理が制御トルク算出部３６（制御部）としての処理に相当する。

図５の処理が繰り返され、Ｓ１６の処理において補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*が漸減させられることが継続した場合、制御トルク指示値Ｔ１*は０まで漸減させられる。その場合、図１に示すように、アシストトルク演算部２１により算出されるアシストトルク指示値Ｔ２*のみに基づいて、モータ１３が駆動される。すなわち、ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、舵角指示値判定部３３により舵角指示値θ*が異常値でないと判定された場合に、舵角指示値θ*及び操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて操舵機構を制御し、舵角指示値判定部３３により舵角指示値θ*が異常値であると判定された場合に、舵角指示値θ*に基づかず、操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて操舵機構を制御する。

図６は、メモリが正常でないと判定した場合の目標舵角を示すタイムチャートである。所定周期Ｔｅにおいて、時刻ｔ１でメモリが正常でない（目標舵角が異常値である）と判定されると、所定周期Ｔｅのうち時刻ｔ１以降の補間周期Ｔｅｓにおいて、舵角指示値θ*が最終目標舵角θａ*として出力される。なお、次の所定周期Ｔｅにおいて、最初からメモリが正常でないと判定されると、所定周期Ｔｅの最初から、舵角指示値θ*が最終目標舵角θａ*として出力される。

目標舵角補償部３４、減算回路３５、制御トルク算出部３６、加算回路２２、モータ駆動部２３により、制御部が構成されている。そして、制御部は、目標舵角が異常値でないと判定した場合に、舵角指示値補間部３１により算出された目標舵角に基づいて操舵機構を制御し、目標舵角が異常値であると判定した場合に、舵角指示値θ*の今回値に基づいて操舵機構を制御する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、所定周期Ｔｅ毎に入力される舵角指示値θ*に基づいて、操舵機構を制御する。舵角指示値補間部３１は、入力された舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）と今回値θ*（ｎ）との間を補間して、所定周期Ｔｅよりも短い補間周期Ｔｅｓで目標舵角を算出する。このため、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）と今回値θ*（ｎ）との差よりも、目標舵角同士の差を小さくすることができる。

・目標舵角補償部３４は、目標舵角が異常値であるか否か判定する。目標舵角補償部３４により目標舵角が異常値でないと判定された場合に、舵角指示値補間部３１により算出された目標舵角に基づいて操舵機構が制御される。このため、操舵機構により操作される舵角を滑らかに変化させることができる。

・目標舵角補償部３４により目標舵角が異常値であると判定された場合に、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）に基づいて操舵機構が制御される。このため、舵角の変化が若干滑らかでなくなるおそれはあるものの、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。

・ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、データを記憶する第１記憶部３１ａと、データを記憶する第２記憶部３２とを備えている。舵角指示値補間部３１は、算出した目標舵角を、第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに記憶させる。すなわち、第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに、舵角指示値補間部３１が算出した同一の目標舵角を記憶させる。そして、目標舵角補償部３４は、第１記憶部３１ａから読み出した所定番目の目標舵角と、第２記憶部３２から読み出した所定番目の目標舵角とが一致しないと判定した場合に、目標舵角が異常値であると判定する。このため、第１記憶部３１ａ又は第２記憶部３２が故障したり、第１記憶部３１ａ又は第２記憶部３２に対する目標舵角の記憶又は読み出しに異常が生じたりした場合に、目標舵角が異常値であると判定することができる。したがって、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。

・舵角指示値θ*が異常値となった場合に、舵角指示値θ*及び操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて、操舵機構をどのように制御するかが問題となる。この点、ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、舵角指示値判定部３３により舵角指示値θ*が異常値でないと判定された場合に、舵角指示値θ*及び操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて操舵機構を制御する。このため、舵角指示値θ*及び操舵トルク検出値Ｔｓを、操舵機構の制御に反映することができる。一方、ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、舵角指示値判定部３３により舵角指示値θ*が異常値であると判定された場合に、舵角指示値θ*に基づかず、操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて操舵機構を制御する。このため、舵角指示値θ*が異常値であると判定した場合に、舵角指示値θ*に基づき操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制しつつ、操舵トルク検出値Ｔｓに基づく操舵機構の制御を継続することができる。

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記の実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・制御トルク演算部３０において、第２記憶部３２は、舵角指示値補間部３１内に設けられていてもよい。また、制御トルク演算部３０において、第１記憶部３１ａは、舵角指示値補間部３１の外に設けられていてもよい。

・上記実施形態では、舵角指示値補間部３１は、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで変化する一連の目標舵角を、第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに記憶させた。これに対して、舵角指示値補間部３１は、補間周期Ｔｅｓ毎に目標舵角の今回値を算出し、目標舵角の今回値のみを第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに記憶させてもよい。そして、目標舵角補償部３４（補間値判定部）は、補間周期Ｔｅｓ毎に、第１記憶部３１ａから読み出した目標舵角と、第２記憶部３２から読み出した目標舵角とが一致するか否か判定してもよい。

・目標舵角補償部３４は、目標舵角の前回値から今回値への変化量が、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値を分割数Ｎで割った制限値よりも大きい場合に、目標舵角が異常値であると判定し、制限値以下である（制限値よりも小さい）場合に、目標舵角が異常値でないと判定することもできる。

・目標舵角補償部３４により目標舵角が異常値でないと判定された場合であっても、目標舵角を算出する補間周期Ｔｅｓにおける目標舵角の変化量が異常に大きくなるおそれがある。この場合、操舵機構により操作される舵角が急激に変化するおそれがある。

そこで、舵角指示値補間部３１は、図４に破線で示すように、算出した目標舵角の補間周期Ｔｅｓにおける変化量を、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値を分割数Ｎで割った制限値を最大として制限する制限部３１ｂを備えていてもよい。

上記構成によれば、目標舵角の上記補間周期Ｔｅｓにおける変化量が異常に大きくなったとしても、制限値を最大として変化量を制限することができる。このため、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。さらに、制限値は、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値を分割数Ｎで割った値である。このため、目標舵角の変化量を最大でも、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで一定の変化率で目標舵角を変化させた場合の変化量までに制限することができる。したがって、所定周期Ｔｅの期間において、舵角を滑らかに変化させることができるとともに、操舵機構により操作される舵角を舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）に対応する舵角にできるだけ近付けることができる。なお、制限値として、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値を分割数Ｎで割った値以外の値を採用することもできる。

また、上記制限部３１ｂによる処理を行うことで、目標舵角補償部３４は、目標舵角が異常値であると判定した場合に、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）に基づいて操舵機構を制御することを省略することもできる。その場合であっても、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。さらに、所定周期Ｔｅの期間において、舵角を滑らかに変化させることができるとともに、操舵機構により操作される舵角を舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）に対応する舵角できるだけ近付けることができる。なお、舵角指示値補間部３１の外に制限部３１ｂを設けることもできる。

・上位－ＥＣＵ１１から制御トルク演算部３０へ、所定周期Ｔｅ毎にトルク指示値Ｔ*（状態指示値）が入力される構成を採用することもできる。その場合、制御トルク演算部３０は、舵角指示値補間部３１に代えて、所定周期Ｔｅ毎に入力されるトルク指示値Ｔ*の前回値Ｔ*（ｎ－１）と今回値Ｔ*（ｎ）との間を補間して、補間周期Ｔｅｓで目標トルクを算出するトルク指示値補間部を備える。詳しくは、トルク示値補間部（補間部）は、トルク指示値Ｔ*の前回値Ｔ*（ｎ－１）から今回値Ｔ*（ｎ）まで、補間周期Ｔｅｓ毎に｛Ｔ*（ｎ）－Ｔ*（ｎ－１）｝／Ｎずつ目標トルクを変化させる。

そして、制御トルク演算部３０は、目標舵角補償部３４、減算回路３５、及び制御トルク算出部３６に代えて、目標トルクが異常値でないと判定した場合に、トルク指示値補間部により算出された目標トルクに基づいて制御トルク指示値Ｔ１*を算出（操舵機構を制御）し、目標トルクが異常値であると判定した場合に、トルク指示値Ｔ*の今回値Ｔ*（ｎ）に基づいて制御トルク指示値Ｔ１*を算出（操舵機構を制御）する目標トルク補償部を備える。こうした構成によっても、上記実施形態に準じた作用効果を奏することができる。

・ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、アシストトルク演算部２１を省略し、制御トルク演算部３０による操舵機構の自動制御のみを実行することもできる。

１２…機械部、１３…モータ、２０…ＥＰＳ－ＥＣＵ、２２…加算回路、２３…モータ駆動部、３０…制御トルク演算部、３１…舵角指示値補間部、３４…目標舵角補償部、３５…減算回路、３６…制御トルク算出部。

Claims (8)

1. 所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構（１２，１３）を制御する舵角制御装置（２０）であって、
   入力された前記状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、前記所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部（３１）と、
   前記状態補間値が異常値であるか否か判定する補間値判定部と、
   前記補間値判定部により前記状態補間値が異常値でないと判定された場合に、前記補間部により算出された前記状態補間値に基づいて前記操舵機構を制御し、前記補間値判定部により前記状態補間値が異常値であると判定された場合に、前記状態指示値の前記今回値に基づいて前記操舵機構を制御する制御部と、
   を備える舵角制御装置。
2. データを記憶する第１記憶部（３１ａ）と、データを記憶する第２記憶部（３２）とを備え、
   前記補間部は、算出した前記状態補間値を、前記第１記憶部と前記第２記憶部とに記憶させ、
   前記補間値判定部は、前記第１記憶部から読み出した所定番目の前記状態補間値と、前記第２記憶部から読み出した前記所定番目の前記状態補間値とが一致しないと判定した場合に、前記状態補間値が異常値であると判定する、請求項１に記載の舵角制御装置。
3. 前記補間値判定部は、前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量が、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値よりも大きい場合に前記状態補間値が異常値であると判定し、前記制限値以下である場合に前記状態補間値が異常値でないと判定する、請求項１又は２に記載の舵角制御装置。
4. 前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量を、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値を最大として制限する制限部（３１ｂ）を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の舵角制御装置。
5. 所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構（１２，１３）を制御する舵角制御装置（２０）であって、
   入力された前記状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、前記所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部（３１）と、
   前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量を、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値を最大として制限する制限部（３１ｂ）と、
   前記補間部により算出されて前記制限部により前記変化量が制限された前記状態補間値に基づいて、前記操舵機構を制御する制御部と、
   を備える舵角制御装置。
6. 前記状態指示値は、第１状態指示値であり、
   前記舵角制御装置には、前記第１状態指示値とは別に算出される第２状態指示値が入力され、
   前記第１状態指示値が異常値であるか否か判定する指示値判定部（３３）を備え、
   前記指示値判定部により前記第１状態指示値が異常値でないと判定された場合に、前記第１状態指示値及び前記第２状態指示値に基づいて前記操舵機構を制御し、前記指示値判定部により前記第１状態指示値が異常値であると判定された場合に、前記第１状態指示値に基づかず、前記第２状態指示値に基づいて前記操舵機構を制御する、請求項１～５のいずれか１項に記載の舵角制御装置。
7. 前記状態指示値は、前記操舵機構により操作される舵角を指示する舵角指示値である、請求項１～６のいずれか１項に記載の舵角制御装置。
8. 前記操舵機構は、機械部（１２）と、前記機械部を駆動するモータ（１３）とを備え、
   前記状態指示値は、前記モータが発生するトルクを指示するトルク指示値である、請求項１～６のいずれか１項に記載の舵角制御装置。

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